Расчет электротермического натяжения арматуры

Натяжение арматуры осуществляется электротермическим способом с разогревом стержней до температуры не более 450 ⁰С, дальнейшей их установкой на упоры форм и закреплением с помощью анкерных головок, изображение которых представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Высаженная анкерная головка

Сущность электротермического способа натяжения арматуры заключается в том, что арматурные заготовки, нагретые электрическим током до требуемого удлинения, фиксируются в таком состоянии в жестких упорах, которые препятствуют укорочению арматуры при остывании. Благодаря этому в арматуре возникают заданные напряжения.

Нагрев арматурных заготовок производится электрическим током большой плотности. Арматурные заготовки, предназначенные для натяжения их на упоры форм, снабжаются по концам временными анкерами, расстояние между опорными плоскостями которых на заданную величину меньше расстояния между наружными гранями упоров. Удлинение заготовок при электронагреве должно обеспечивать свободную укладку их в нагретом состоянии в упоры [18].

Расчет электротермического натяжения арматуры для аэродромной плиты ПАГ- 20V

Определение технологических параметров при проектировании формы. Наибольшее допустимое предварительное напряжение определяется по формуле

σ₀^в = σ₀ + Р ≤ R_а^н, МПа (2.44)

где σ₀ – предварительное напряжение арматуры, σ₀ = 590 МПа;

Р – допустимое предельное отклонение предварительного напряжения от заданного, Р= ±5,9 МПа;

R_а^н – нормативное сопротивление стали, R_а^н = 785 МПа;

σ₀^в= 595,9 < 785 МПа

Расстояние между наружными гранями упоров l_у = 6250 мм, т.о. толщина стенок упоров σ_уп= (6350-6000)/2= 135 мм.

Определение технологических параметров при организации изготовления изделий. Расчетное удлинение арматуры определяется по формуле

, мм (2.45)

где k – коэффициент, учитывающий упругопластические свойства стали, k = 1,05 кгс/мм²;

Е_а^н – начальный модуль упругости, Е_а^н = 2·10⁶ кгс/мм² .

∆l₀ = (1,05 · 6000 + 590) · 6350/2 · 10⁶ = 21,9 мм

Длина арматурных заготовок, равная расстоянию между опорными поверхностями временных концевых анкеров, определяется по формуле

l_з = l_у - ∆l₀ - ∆l_ф - ∆l_с, мм (2.46)

где ∆ l_с – величина смятия упоров, определяемая по формуле

∆l_с = 2S, мм (2.47)

где S – смещение губок зажима относительно его корпуса,S=3,3 мм;

∆l_ф- величина сближения упоров формы, на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры, для жестких упоров ∆l_ф= 2 мм.

∆l_с = 2·3,3=6,6 мм.

l_з =6350 – 21,9 – 2 - 6,6 = 6320 мм.

Длина стержня определяется по формуле

l₀ = l_з + 2а, мм (2.48)

где а – длина конца стержня, используемая для образования временного концевого анкера, определяемая по формуле

а ≥ Н+5, мм (2.49)

где Н – высота шайбы после опрессовки, Н = 10 мм.

2,5∙14 +5 ≥ 10 + 5 =15 мм.

l₀ = 6320 + 2·15= 6350 мм.

Удлинение арматуры в результате нагрева ее до заданной температуры определяется по формуле

∆ l_t = (t_р-t_о) l_k α, мм (2.50)

где t_р – заданная температура нагрева, t_р = 400 °С;

t_о – температура окружающей среды, t_о = 15 °С;

l_k - расстояние между токопроводящими контактами, принимается l_k = 6300 мм;

α – коэффициент линейного расширения стали, α = 14·10^-6 °С.

∆ l_t = (400-15)·6300·14·10^-6 = 34 мм.

Величина полного требуемого удлинения арматуры определяется по формуле

∆l_п = ∆l₀ + ∆l_ф + ∆l_с + С_t ≤ ∆l_t, мм (2.51)

где С_t – дополнительное удлинение, принимаемое не менее 0,5 мм на каждый метр стержня: С_t = 0,5 · 6,35 = 3,18 мм.

∆l_п = 21,9+2+6,6+3,18 = 33,7 ≤ 34 мм.

Для обеспечения свободной укладки напрягаемой стержневой арматуры в упоры форм величина полного удлинения арматуры Δl_п должна приниматься равной или меньшей, чем удлинение арматуры в результате нагрева ее до заданной температуры.

Из выше приведенных расчетов видно, что Δl_t больше, чем Δl_п­ следовательно свободная укладка напрягаемой арматуры обеспечена.